固态电池的烟雾与战争

　　固态电池正在成为动力电池领域的圣杯，但电池真的接近量产临界点了吗?

　　随着2020年东京奥运会进入10天倒计时，各行各业的人们都在盯着奥运赞助商丰田汽车首款接受固态电池的原型车亮相。

　　由福特、宝马、现代、三星和中国SAIC投资的固态电池初创公司Solid Power在一个月前的6月15日宣布将与特殊目的收购公司合并上市，根据该公司的说法，至少可以预计固态电池的大规模生产。

　　无论是中国的资源市场，还是美国和日本的资源市场，固态电池的观点一直被人们疯狂猜测。

　　为什么固态电池的热量不减少?

　　所谓固态电池是指接受固体电解质的动力电池。

　　它最大的特点就是容量大、安全，也就是现代液态锂电池的两大缺点已经完全解决了。

　　据介绍，固态车续航里程可达1000公里(621英里)，充电需要10分钟。固态电池随着时间的推移退化更少，丰田的目标是在30年的使用寿命内保持90%的电池性能。

　　传统锂电池中，电解液为液体，锂离子在电解液中迁移，完成正负极之间的穿梭，实现充放电。但是固态电池用固体3354代替电解质，固体3354类似胶体，锂离子在这种固态电解质中迁移。

　　液态锂电池自燃的原因是电解液因泄漏或外部冲击而漏出。固态电池最突出的优点是固体电解质不会燃烧，大大提高了电池的安全性。

　　传统锂电池会因短路、电解液泄漏等原因自燃。

　　此外，固态电池具有耐高温、不腐蚀、不挥发、体积小、能量密度高等特点，避免了传统液态锂电池的主要弱点。

　　目前主流液态锂离子电池能量密度上限假设为300Wh/kg，即300Wh/kg只是一个理论值。

　　其实现在国产纯电动汽车的能量密度可以达到170Wh/kg和180Wh/kg，被认为是最好的。

　　由于，固态电解质取代了隔膜和电解质(占电池中近40%的体积和25%的质量)，意味着正负极之间仅剩固态电解质，因此南北极间的距离可缩短至十几微米，从而使电池厚度大大降低，同体积下重量大为减轻，解决了新能源车自重过重的坏处，也能到达一定的节约能效的作用。

　　新能源车什么时刻可以取代燃油车，在动力电池领域市场公认一个谜底是，现有电动车的电池系统能量密度翻一倍半，从普遍的 160wh/kg 到 400wh/kg。

　　而解决电池的能量密度问题，祛除里程焦虑，最后的方案一定是固态电池。

　　然则，固态电池也存在一些现在尚未攻克的瓶颈，例如：固态电解质的离子导电率较低，充电对照慢;制造工艺庞大，成本较高;产业链尚不完整，还难以大规模生产。

　　而这此弱点在手艺层面正来莅临界点，成本问题正成为它商业化的最大障碍。

　　近半年来，日经新闻揭晓了多篇固态电池的文章，《车载全固态电池将是日德“决战”》、《日本要借全固态电池钻营逆转》。

　　从这些文章中，不能看出日本产业界和媒体已将固态电池手艺突破视为不仅仅影响电动汽车产业的要害手艺，甚至直接影响国运。

　　基本缘故原由在于日本以为在锂电池领域被日韩反超，影响了日本汽车产业的未来。

　　日本直接将固态电池的竞争锁定在日德两国，主要缘故原由是日本的丰田汽车在这领域保持领先。

　　凭证欧洲专利局和国际能源署的一份讲述，丰田十多年来一直在追求下一代电池，从 2014 年到 2018 年，固态电池的专利申请数目最多。

　　丰田在 5 月 12 日的收益集会上立誓要在 2030 年销售 800 万辆电动汽车，其中燃料电池汽车和电动汽车占该预期的四分之一。

　　然后，在 2020 年 4 月，丰田与松下确立了一家合资企业 Prime Planet Energy & Solutions，以开发汽车电池，专注于固态电池。

　　另一家日本汽车制造商日产预计到 2028 年将推出固态电池原型车。

　　另外，据Nikkei Asia报道，日本工业制造商日立造船已开发出一种固态电池，声称其拥有业内最高容量之一。

　　▲日立造船的全固态电池

　　这家总部位于大阪的公司示意，这种新型固态电池可以在更大的温度局限内运行。它将很快在工业机械和太空中举行测试。

　　该公司示意，其新型突破性电池的容量是其以前型号的七倍。

　　日本制造的固态电池容量为 1,000 毫安时 (mAh)。

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